突破性能源轉(zhuǎn)換技術(shù),重新定義晶體界面動力學(xué) 東軟醫(yī)療與廣醫(yī)附一呼研院聯(lián)合發(fā)布“呼吸影像AI與智慧呼吸平臺” 智慧平臺,健康呼吸!慢阻肺患者早篩早治新希望 ST 段抬高型心肌梗死患者管理專家共識發(fā)布 研究表明人工智能并不一定能提高臨床實(shí)踐效率 雙重免疫療法加化療被發(fā)現(xiàn)對特定亞組肺癌患者有益 研究人員開發(fā)出用于子宮內(nèi)膜癌淋巴結(jié)切除的精準(zhǔn)手術(shù)技術(shù) 臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)多學(xué)科方法可改善運(yùn)動障礙患者的生活質(zhì)量 膠原酶治療 Dupuytren 攣縮的效果并不差 科學(xué)家稱勞動力多元化是推進(jìn)同一個(gè)健康的關(guān)鍵 體外血液凈化可減少心臟手術(shù)相關(guān)的急性腎損傷 炎癥性腸病可能在出生時(shí)就被發(fā)現(xiàn) 寬松的輸血策略可能會避免不良的神經(jīng)系統(tǒng)后果 失去的左拇指又發(fā)“新枝”,手指再造還完整“新”手 熒光方法可輔助腕管相關(guān)手術(shù) 新的結(jié)構(gòu)變異檢測工具可顯著促進(jìn)基因組分析和精準(zhǔn)醫(yī)療 研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出新設(shè)備來識別母乳喂養(yǎng)并發(fā)癥的生物標(biāo)志物 研究:少喝軟飲料 少吃紅肉可緩解更年期癥狀 你的膚色如何影響你的藥物效果 研究人員發(fā)現(xiàn)破壞 Asxl1 基因可防止 T 細(xì)胞衰竭 從而改善免疫療法 研究表明新藥可抑制搭橋手術(shù)引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征 探索先天免疫和適應(yīng)性免疫之間的相互作用 肺部的自然殺傷細(xì)胞可以對糖分激增做出快速反應(yīng) 佩戴定制面罩呼吸更順暢 助您安然入睡 快速血癌診斷可以加快決策并挽救生命 新型基因療法有望治療與癲癇相關(guān)的突變 心電圖監(jiān)測研究發(fā)現(xiàn)過量飲酒后心律失常 患有多發(fā)性硬化癥 (MS) 的人罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)是否會增加 研究強(qiáng)調(diào)了新生兒超聲檢查的價(jià)值 研究:DOCK8突變通過調(diào)節(jié)糖酵解途徑破壞輔助T細(xì)胞分化 針對神經(jīng)細(xì)胞的新型抗體可以提供持久的疼痛緩解 基因療法對患有罕見兒童腦病的患者有長期益處 為什么等長運(yùn)動對你有好處 分析發(fā)現(xiàn)極端降雨與心臟病和肺病死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān) 心臟 MRI 的新策略可能有助于治療復(fù)雜的心動過速 使腫瘤細(xì)胞之間的競爭可見的新技術(shù)有助于多發(fā)性骨髓瘤的個(gè)性化治療 研究為 1 型糖尿病患者提供了一種運(yùn)動后降低血糖的新策略 使用聲波牙刷探索牙齒健康感知 DAPK3 成為三陰性乳腺癌細(xì)胞遷移的新調(diào)節(jié)劑 先天性心臟病產(chǎn)前診斷中存在保險(xiǎn)相關(guān)差異 人工智能可以幫助識別未來罹患乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)的女性 新模型可幫助確定癲癇手術(shù)的最佳候選人 全球范圍內(nèi)新型抗癌藥物的可用性和及時(shí)性存在顯著差異 新分析表明熱應(yīng)激會影響 2 歲以下嬰兒的生長速度 博格隆純化解析|從研發(fā)到應(yīng)用:GLP-1純化策略 2024年10月mRNA技術(shù)與藥物創(chuàng)新高峰論壇會議通知 表觀遺傳測試有助于預(yù)測多發(fā)性骨髓瘤免疫治療的療效 仔細(xì)檢查細(xì)胞以尋找治療肌肉萎縮癥的線索 研究表明治療靜脈曲張出血時(shí)需要調(diào)整指南 人工智能模型顯示出識別與腦腫瘤相關(guān)的性別特定風(fēng)險(xiǎn)的潛力
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突破性能源轉(zhuǎn)換技術(shù),重新定義晶體界面動力學(xué)

導(dǎo)讀 近期,香港城市大學(xué)(港城大)多位學(xué)者入選2024年全球前2%頂尖科學(xué)家榜單,并在頂尖期刊《科學(xué)》上成功發(fā)表了兩篇研究論文。論文標(biāo)題分別為...
近期,香港城市大學(xué)(港城大)多位學(xué)者入選2024年全球前2%頂尖科學(xué)家榜單,并在頂尖期刊《科學(xué)》上成功發(fā)表了兩篇研究論文。論文標(biāo)題分別為《利用原子層沉積氧化錫實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池的長期穩(wěn)定性》和《晶界作為布朗棘輪》。這些成就不僅彰顯了港城大在科研領(lǐng)域的深厚實(shí)力,更表明港城大的研究水平和創(chuàng)新能力已獲得國際學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可與贊譽(yù)。

研發(fā)新型太陽能電池 提升效率與穩(wěn)定性

香港城市大學(xué)成功研發(fā)新的器件結(jié)構(gòu)和制備方案,可大幅提升鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性和效率,并簡化生產(chǎn)工序,降低成本,令相關(guān)電池的商用前景更為廣闊。

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港城大設(shè)計(jì)的簡化器件結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)未來鈣鈦礦太陽能電池的工業(yè)生產(chǎn) 提升業(yè)界將這類電池作商業(yè)用途的信心

團(tuán)隊(duì)為這種電池的結(jié)構(gòu)開發(fā)出兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。第一項(xiàng)是將電池結(jié)構(gòu)原有的空穴選擇層與鈣鈦礦層二合為一,精簡了生產(chǎn)程序。第二項(xiàng)則是電子傳輸層改用耐熱性極佳的無機(jī)物質(zhì)二氧化錫代替?zhèn)鹘y(tǒng)的富勒烯(fullerene)及浴銅靈(BCP)等有機(jī)物質(zhì),大大提升器件運(yùn)作時(shí)的穩(wěn)定性。

化學(xué)系朱宗龍教授說:“這項(xiàng)技術(shù)使生產(chǎn)鈣鈦礦太陽能電池的過程變得更容易且成本更低,同時(shí)延長了電池的使用壽命,能夠推動太陽能技術(shù)的重要進(jìn)步。”他解釋說鈣鈦礦能高效地將陽光轉(zhuǎn)化為電能,并且在多個(gè)領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。

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港城大的創(chuàng)新太陽能電池創(chuàng)新設(shè)計(jì)(圖右)較「傳統(tǒng)的器件結(jié)構(gòu)」(圖左)更能提升太陽能電池的穩(wěn)定性、可靠度、效率及成本效益

論文的共同作者兼港城大博士后研究員高丹鵬博說:“研究提出的器件結(jié)構(gòu)是現(xiàn)行鈣鈦礦太陽能電池中最簡單的設(shè)計(jì),對于推動這類電池的產(chǎn)業(yè)化具有極大的優(yōu)勢。”

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香港城市大學(xué)化學(xué)系朱宗龍教授(左)與高丹鵬博士手持他們研發(fā)的創(chuàng)新太陽能電池

港城大團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這項(xiàng)關(guān)于太陽能電池的研究將對環(huán)球能源市場帶來深遠(yuǎn)的影響,并有助加快市場轉(zhuǎn)向發(fā)展可再生能源。所以團(tuán)隊(duì)下一步將專注研究如何將這種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于更大型的鈣鈦礦太陽能模塊,目標(biāo)在于進(jìn)一步提升相關(guān)技術(shù)的效率和可擴(kuò)展性。

上述在《科學(xué)》期刊上發(fā)表的論文題為《利用原子層沉積氧化錫達(dá)至鈣鈦礦太陽能電池的長期穩(wěn)定性》。

港城大化學(xué)系博士生Francesco Vanin、材料科學(xué)及工程學(xué)系副研究員劉琪博士、朱教授、化學(xué)系副研究員李博博士、材料科學(xué)及工程學(xué)系系主任曾曉成教授博士為研究的共同創(chuàng)作者,美國的國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室及英國的倫敦帝國學(xué)院為本研究計(jì)劃的合作團(tuán)隊(duì)。

挑戰(zhàn)傳統(tǒng)晶界遷移理論,開辟材料科學(xué)新視角

此外,港城大的研究人員與本地及海外大學(xué)的專家合作,重新塑造了科學(xué)家對晶體材料中動力學(xué)過程的基本理解,為材料加工及微觀結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)提供了新的思路。

此項(xiàng)研究挑戰(zhàn)了“晶界的遷移速率與驅(qū)動力成正比”這一傳統(tǒng)觀點(diǎn),揭示晶界遷移率實(shí)際上被遷移方向影響,而不是一個(gè)常數(shù)。

港城大材料科學(xué)及工程學(xué)系韓健教授說:“這意味著晶界可以在沒有凈驅(qū)動力的情況下遷移。有趣的是,這種非驅(qū)動的晶界遷移可以類比于布朗棘輪的單向旋轉(zhuǎn)。”

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港城大研究團(tuán)隊(duì):(右起)邱蔡豪、韓教授以及另一作者王思琪

研究顯示,大多數(shù)晶界的遷移率取決于晶界遷移的方向。研究人員對在各種條件下的多種晶界進(jìn)行了原子尺度模擬,確認(rèn)了只要晶界相鄰的兩個(gè)晶粒不是對稱相關(guān)——這是通常情況——晶界遷移率就會顯示出方向性。

研究人員利用布朗棘輪模型來解釋一種現(xiàn)象:當(dāng)晶界在一個(gè)方向上移動速度快于相反方向時(shí),在零附近對稱振蕩的驅(qū)動力能夠?qū)е戮Ы缦蛞粋€(gè)方向遷移。

材料科學(xué)及工程學(xué)系博士生邱蔡豪(論文第一作者)說:“當(dāng)布朗棘輪這裝置的槳輪因原子的隨機(jī)撞擊產(chǎn)生隨機(jī)方向旋轉(zhuǎn)時(shí),棘輪機(jī)構(gòu)只會產(chǎn)生單向旋轉(zhuǎn)。類似地,當(dāng)晶界受到振蕩驅(qū)動力或溫度變化的影響時(shí),它會單向遷移。”

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透過原子尺度模擬、理論與實(shí)驗(yàn),證實(shí)晶界的棘輪行為(此圖修改自以下論文中的圖片:C. Qiu et al.

Science 385, 2024; DOI: 10.1126/science.adp1516)

上述在《科學(xué)》期刊上發(fā)表的論文題為《晶界乃布朗棘輪》。

這項(xiàng)研究重塑了大多數(shù)研究者和教科書對晶界動力學(xué)的理解,并啟發(fā)了一種控制材料微觀結(jié)構(gòu)演變的新方法。

本論文的通訊作者包括韓教授、香港大學(xué)的DavidSrolovitz教授、德累斯頓工業(yè)大學(xué)的Marco Salvalag lio教授,及加州大學(xué)爾灣分校的潘曉晴教授。

關(guān)于香港城市大學(xué)

香港城市大學(xué)(港城大)是世界級教學(xué)與研究的創(chuàng)新樞紐,設(shè)有商學(xué)院、工學(xué)院、人文社會科學(xué)院、理學(xué)院、賽馬會動物醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)院、創(chuàng)意媒體學(xué)院、數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院、能源及環(huán)境學(xué)院、法律學(xué)院和周亦卿研究生院共10個(gè)學(xué)院,以及下設(shè)的28個(gè)學(xué)系。港城大位列全球大學(xué)前100名、亞洲大學(xué)前20名、建校50年以下的年輕大學(xué)前5名。

港城大致力透過啟發(fā)性學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生追求知識的熱忱,透過互動性學(xué)習(xí)培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作精神,并透過創(chuàng)新性學(xué)習(xí)鼓勵(lì)他們探索學(xué)術(shù)以外的事物,擁抱各種新思維及發(fā)明。我們亦積極開展可以在科學(xué)、技術(shù)或社會產(chǎn)生影響的研究。有關(guān)港城大的更多信息,請瀏覽:www.cityu.edu.hk

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